高中物理解題手冊(cè)資料專(zhuān)題9斜面問(wèn)題-資料下載頁(yè)
2025-04-04 02:39本頁(yè)面
【正文】 3 4 t/sθB分析與解答：在第一秒內(nèi),小球在斜面上作勻加速度直線運(yùn)動(dòng)由qE=mg 得加速度a=2gSinθ 1秒末的速度V1=2gSinθ在第二秒內(nèi)，小球作勻速園周運(yùn)動(dòng)， 由題意知周期為1秒。所以離斜面的最遠(yuǎn)距離為 類(lèi)型六 電磁感應(yīng)中的斜面問(wèn)題如圖所示，寬度為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo)軌水平放置一質(zhì)量為m電阻為R的金屬桿CD，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌平面與水平面之間的夾角為θ，金屬桿由靜止開(kāi)始下滑，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，下滑過(guò)程中重力的最大功率為P，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．分析與解答：金屬桿先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，此時(shí)有最大功率，金屬桿的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv 回路電流 I = 安培力 F = BIL 金屬桿受力平衡，則有：mgsinθ= F + μmgcosθ 重力的最大功率P = mgvsinθ 解得：B = 變式1 一個(gè)質(zhì)量m= kg的正方形金屬框總電阻R= Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合），自靜止開(kāi)始沿斜面下滑，下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB′重合），設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v，與此對(duì)應(yīng)的位移為s，那么v2—s圖象如圖所示，：（1）根據(jù)v2—s圖象所提供的信息，計(jì)算出斜面傾角θ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度d.（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度多大？金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間為多少？（3）現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上，使金屬框從斜面底端BB′（金屬框下邊與BB′重合）由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)斜面頂端（金屬框上邊與AA′重合）.試計(jì)算恒力F做功的最小值.分析與解答：⑴ s＝0到s＝16 m由公式v2＝2as，∴該段圖線斜率就是線框的加速度。 ∴ a＝ m/s2 根據(jù)牛頓第二定律 mgsinθ＝ma θ= 由圖象可以看出，從線框下邊進(jìn)磁場(chǎng)到上邊出磁場(chǎng)，線框均做勻速運(yùn)動(dòng)。 ∴ Δs=2L=2d=2616=10m, d=L=5m ⑵線框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)， 由v2s圖可知，s1=16 m v0=0 a1=gsinθ 勻加速運(yùn)動(dòng) s2=10 m v1=4 m/s 勻速運(yùn)動(dòng) s3=8 m 初速v1=4 m/s a3=gsinθ 勻加速運(yùn)動(dòng)因此，金屬框從斜面頂端滑至底端所用的時(shí)間為進(jìn)入磁場(chǎng)前 F－mgsinθ＝ma4 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) F＝mgsinθ＋F安，由上式得 F安＝ma4 m/s 所以， a= m/s2 F安=ma4= N= N ∴ 最小功WF=F安2d+mg(s1+s2+s3)sinθ= J 變式2 如圖所示，兩條光滑平行導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，被固定在與水平面成θ的絕緣斜面上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。ab、cd是橫放在導(dǎo)軌上的直導(dǎo)線，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R。整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌所在平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)直導(dǎo)線ab在平行于導(dǎo)軌向上的恒定拉力作用下沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，直導(dǎo)線cd處于靜止?fàn)顟B(tài)，求作用在ab上的恒定拉力的功率。θθBabcd分析與解答：ab向上運(yùn)動(dòng)，ab中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流的方向?yàn)閎acdb，cd受到沿斜面向上的安培力，并且處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)電路中的電流為I，則有 設(shè)ab向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，則有 北京學(xué)海樂(lè)苑教育研究中心 物理參考答案 6ab受到沿斜面向下的安培力，設(shè)恒定拉力為F，則有 可得F的功率 [解題方法歸納與提升]斜面問(wèn)題是物理習(xí)題中最靈活多變的問(wèn)題之一，也是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容．研究斜面上的物體，涉及知識(shí)點(diǎn)多，靈活性大，綜合性強(qiáng)，對(duì)能力要求高．分析和求解斜面類(lèi)問(wèn)題時(shí)，首先要弄清題意是屬于哪類(lèi)力學(xué)問(wèn)題，應(yīng)用什么力學(xué)規(guī)律求解最為筒捷．特別關(guān)鍵的是對(duì)題中隱含條件的挖掘及臨界狀態(tài)的分析191
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